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SCR脱硝|淀粉厂三台1MW沼气发电机组尾气脱硝项目

发布日期 2021-01-14 14:04:16  作者:  浏览次数:

关键词:SCR脱硝,沼气发电机组,氮氧化物治理,发电机组尾气治理


一、项目简介


淀粉厂沼气发电机组氮氧化物治理


项目名称:山东某淀粉厂沼气发电机组氮氧化物治理;设备名称:绿联净化L-GETX系列尾气脱硝净化器;技术方案:选择性催化还原技术(SCR);采购数量:一台套;匹配机组:3台套1MW沼气发电机组;设计单位:绿联净化技术(东莞)有限公司。


二、处理背景


氮氧化物治理


本项目沼气从污水厂产出后,经过脱硫、储存、脱水、加压、除尘后送往规模为3×1MW的沼气内燃发电机组。该沼气发电机设备数量共计三台,基本参数:机组品牌型号:颜巴赫JGS320GS-B.L;额定功率:1053kW;转速:1500r/min;频率:50Hz;输出电压:10.5kV;功率因素:0.8-1。沼气内燃发电机组废气参数:


沼气内燃发电机组废气参数


1.技术方案:SCR反应器+余热锅炉

2.jpg


2、 系统化学反应方程式示意图如下:

SCR脱硝化学反应方程式

3、系统控制原理示意图:


SCR脱硝系统控制原理示意图


4、尿素供给系统如下图:


绿联净化SCR脱硝系统控制系统及配件


四、项目现场


2.jpg


五、排放数据实时监测

绿联净化脱销后处理系统.jpg


本系统根据目标发动机治理需求,在混合管前端通过前NOx传感器、温度传感器采集尾气参数及功率大小等一并传输给PLC控制尿素喷射量。在SCR反应器出口端通过NOx传感器、温度传感器、氨逃逸传感器(可选)等采集处理后的NOx含量,出口温度和NH3浓度 (通过可选传感器实现)。在系统液晶控制显示屏上会实时显示出对应的数据,不需要单独采购烟气分析仪分析处理后烟气成分。本系统数据可自动同步到云端,通过手机可实时监测实际排放指标。


六、本案难点分析及燃气机脱硝建议


1. 硫化物影响沼气的主要成分是甲烷、二氧化碳、氮气、氢气、少量硫化氢等气体组成 ,前端脱硫系统的稳定性直接影响SCR系统效率和使用寿命,进入SCR系统的尾气中硫化物超标会造成催化剂中毒失效;


2. 尾气排温高中温SCR催化剂兼顾了可靠性、处理效率和经济性,中温催化剂理想工作温度在260-400℃,实际工况往往沼气内燃发动机尾气排温都超过这个温度。理想的方式是经过合理的降温再进入SCR反应器,但这样会造成热损失致使后端余热锅炉或者溴化锂空调装置能源转化效率降低,在实际工作场景中往往得不到投资方支持。采用高温催化剂价格昂贵,同时因为对硫化物等气体成分敏感而性能不稳定,使用寿命不能保障。到目前为止国内还没有高温分子筛催化剂使用寿命超过24000小时的应用案例,极少数国外厂商也不能保证高温催化剂的使用寿命,如此种种不确定性无疑给商业电站造成不仅投资高昂,而且后期综合运营成本也高昂并且不可控等。也有一种技术路线是采用前后两级锅炉,一级过热器将废气温度降至380℃再进入SCR反应器进行NOx治理,之后再进入二级锅炉继续进行余热利用。


3. 选型建议目前以沼气等为主要燃料的内燃发电站基本由企业出资承建,运行时需要一定的经济收益确保项目投入产出符合预期。而在实际的SCR系统选型招标采购时,由于这个产业刚刚兴起,全球范围内优质的供应商极少,注重品质的采购单位往往以进口燃气发动机性能优良为评价标准而顺延选择进口的SCR系统供应商。具体甄选时,需注意以下四个方面:


第一方面,国内领先的SCR系统供应商与国外相当。根据近三年的浸泡式深入研究并在执行项目及后续服务中付诸大量精力和资金,需要特别提醒的是,在燃气内燃机脱硝领域国内与国外除开高温催化剂领域有差距之外,系统开发上几乎处于同等水平,主要技术来自于汽车SCR技术与火电厂脱硝技术的融合并基于燃气内燃发动机特性进行创新,已经取得了突破性成绩并做了很好的商业应用。目前国内领先的大功率内燃机SCR系统供应商如同互联网产业一样国内外难分伯仲;


第二方面,国内外厂商在全程服务上有差异。SCR系统不同于燃气内燃发电机组,并非标准产品。每一个项目需要根据目标发动机排温、燃气成分、工作环境、治理目标、烟道走向、机房条件以及实际工作场景等等进行个性化定制方案,在这个总市场需求并不大的领域要求国外供应商提供及时快捷的售前服务目前还没有出现。极少数国外代理商只停留在卖产品的层面,不是不想提供服务,而是没有合适的人力资源和足够收益支撑。已有使用单位采购了整套NOx治理系统,后续运行时出现零部件损坏的情形,刚投入运行不久的项目均是付费采购零部件自行更换,业主十分被动无耐;


第三方面,定制开发和运行成本上的差异。SCR系统的经济性由目标燃气气体成分和尾气温度、催化剂性能和价格、反应器封装结构和材料工艺、混合管设计制造合理性、控制喷射系统J确度、反应流场是否合理科学、前期项目方案定制开发和后期长远应急服务等等核心要素组成,国内外同时具备这些要素于一身的供应商少之又少。行业发展之初,劣币驱除良币。内燃机SCR系统属于新生事物,设计方、招标方、投资方、监理方、使用方等相关板块都缺乏专业选型考核标准,一部分投资方存在应付验收的验收后期搁置不用的侥幸心理,从而在实际采购过程中并不容易甄选到综合能力均衡的供应商。一个重要表现是,供应商抓住采购方既要达标又要低价的心理,低价中标并盲目承诺系统处理指标排放达标,而在项目实施过程中排放不达标无法验收,造成整个项目不能获得合法运行批文而损失巨大的心理胁迫采购单位加价的情形屡次出现。还有一种情况是,即使暂时排放达标,但是由于催化剂的使用寿命短和整套系统设计欠合理,控制系统不够J准,催化剂更换费用和尿素消耗量巨大,造成经济性大大下降,同时氨排放也超标,造成了新的污染。通常对于原排不超过500mg/Nm3的燃气发电机组脱硝系统,尿素消耗不超过0.006元/kWh。


第四方面,根据绿联净化Leelool团队的实践经验,燃气内燃发电机组相比于大型火电厂来说功率相差几个数量级,尾气脱硝(NOx治理)需要的还原剂建议采用质量比为32.5%的尿素溶液,业主可以采购尿素制备机或者由脱硝系统供应商投资尿素制备机在电站现场生产尿素溶液。不建议采用氨水等作为还原剂,氨水作为危化品,安全储存和运输成本较高,小型电厂无法摊薄高昂成本。


七、柴油机尾气NOx治理建议


绿联净化柴油机尾气NOx治理


绿联净化Leelool团队通过丰富的实践得知,对于备用大功率高速柴油发动机的尾气NOx治理在技术上已经成熟。但在实际运营中由于绝大多数备用柴油发电机组在日常维护时都是空载,排气温度不超过200℃,导致SCR系统的催化剂达不到必要的工作温度而不能有效工作,花巨资设计安装的后处理系统造成闲置浪费。对于主力运行的柴油机和燃气内燃机尾气NOx治理势在必行。



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